(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冶金工程を行う冶金用容器にガスを吹き込むための装置において、該装置が、
後端部から前端部まで延び、ガス流ダクトからのガスを前記前端部から放出する、ガス流ダクトと、
前記ガス流ダクト内で、前記ガス流ダクトの後端部から前記ガス流ダクトの前端部まで延びる、伸張形状の中央構造体と、
管状の前記中央構造体の周りで前記ガス流ダクトの前端部に隣接して配置された、前記ガス流ダクトの前端部を通るガス流に旋回を付与するための複数の流れ案内羽根とを含み、
前記流れ案内羽根が、それぞれ、各流れ案内羽根に沿って内部に冷却水を流すための一連の内部水流通路を有して形成され、該一連の内部水流通路が、前記流れ案内羽根に沿って延び、前記流れ案内羽根の根元から前記流れ案内羽根の先端に向けて順次間隔をあけて配置されて、それぞれの流れ案内羽根を通って冷却水を流すための分離した通路を形成しており、
伸張形状の前記中央構造体が、前記流れ案内羽根の内部水流通路に冷却水を供給するための冷却水供給通路、及び前記流れ案内羽根の内部水流通路を通過した冷却水が流れ出るための水戻り通路を有して形成される、ガスを吹き込むための装置。
【請求項２】
前記各流れ案内羽根の前記内部水流通路が、前記流れ案内羽根の端部に配置され前記流れ案内羽根の長手方向に間隔をあけて配置された水入口及び水出口に接続された端部を有する、請求項１に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項３】
前記流れ案内羽根の前記内部水流通路の各々が、前記内部水流通路の長さ全体にわたり、一定の流れ横断面を有する、請求項１又は請求項２に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項４】
前記各流れ案内羽根の前記内部水流通路の全てが、同じ流れ横断面を有する、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項５】
前記水出口が、前記内部水流通路を通る全ての流れに対する抵抗を実質的に等しくするために、個々にサイズが定められる、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項６】
前記流れ案内羽根が、前記流れ案内羽根の前記内部水流通路となる個々に形成された管の周りに金属を鋳込まれることによって形成されている、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項７】
前記流れ案内羽根が銅の鋳物であり、前記管も銅から作られている、請求項６に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項８】
前記鋳造された流れ案内羽根は、硬質金属被覆を外部に電気めっきすることができる、請求項６又は請求項７に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項９】
前記硬質金属被覆がニッケルを含む、請求項８に記載されたガスを吹き込むための装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された冶金用容器にガスを吹き込むための装置を取り付けられた直接精錬容器。
【請求項１１】
ランスのガス流ダクトに装架された、前記ランスを流れる予熱されたガス流に旋回を付与するためのガス流旋回誘起装置において、該ガス流旋回誘起装置が、
中央伸張形状体と、
前記中央伸張形状体の周りに配置され、前記中央伸張形状体に沿って延びる複数の旋回羽根とを含み、
前記旋回羽根が、各旋回羽根に沿って内部に冷却水を流すための内部水流通路を有して形成され、
前記各旋回羽根が、前記旋回羽根に沿って延びる一連の内部水流通路を有し、前記一連の内部水流通路の間隔が、前記旋回羽根の根元から前記旋回羽根の先端に外に向かって順次増大し、それぞれの流れ案内羽根を通って冷却水を流すための分離した通路を形成している、
ガス流旋回誘起装置。
【請求項１２】
前記各旋回羽根の前記内部水流通路が、前記旋回羽根の端部に配置された、前記旋回羽根の長手方向に間隔をあけて配置された水入口及び水出口に接続された半径方向端部を有する、請求項１１に記載されたガス流旋回誘起装置。
【請求項１３】
予熱されたガスを容器に供給するためにランス内の予熱されたガスの流れに旋回を付与するための装置において、該装置が、
伸張形状の管状構造体と、
中央の前記管状構造体の周りで前記管状構造体の前端部に隣接して配置された複数の流れ案内羽根と、
前記管状構造体を後端部から前端部まで通って流れ、前記前端部を内部冷却し、次に前記管状構造体を通り、前記後端部に戻る冷却水の冷却水通路を含み、
前記冷却水通路が、前記管状構造体の前記前端部内へ水を流すための中央水流通路と、前記管状構造体の前記前端部から前記管状構造体の前記後端部に水流を戻すための、前記中央水流通路の周りに設置された環状水流通路とを含み、
前記流れ案内羽根が、それぞれ、前記管状構造体の前記冷却水通路と連通する、冷却水を各流れ案内羽根の内部で各流れ案内羽根に沿って流すための一連の内部水流通路を有して形成され、該一連の内部水流通路が、前記流れ案内羽根に沿って延び、前記流れ案内羽根の根元から前記流れ案内羽根の先端に向けて順次間隔をあけて配置されて、それぞれの流れ案内羽根を通って冷却水を流すための分離した通路を形成している、ガスの流れに旋回を付与するための装置。
【請求項１４】
容器にガスを供給するためのランス及び請求項１３に記載されたガスの流れに旋回を付与するための装置が取り付けられた、直接精錬容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス流に旋回を誘起するための旋回誘起装置（インデューサ）に関するものである。旋回誘起装置は、高温状態下の冶金用容器に旋回を有するガス流を吹き込むための具体的な、ただし限定ではない用途を有する。そのような冶金用容器は、例えば、溶融金属を直接精錬法によって製造する精錬容器である。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属層を反応媒体として利用する、一般にハイスメルト（ＨＩｓｍｅｌｔ）法と呼ばれる公知の直接精錬法は、米国特許第６０８３２９６号に開示されている。その特許に開示されるハイスメルト法は、
（ａ）容器内に溶融した鉄およびスラグからなる浴を形成させる段階と、
（ｂ）この浴に、（ｉ）金属を含有する供給材料（通常は金属酸化物）、および（ｉｉ）金属酸化物の還元剤として作用してエネルギ源となる固体炭素質材料（通常は石炭）を吹き込む段階と、
（ｃ）金属層内で、金属含有供給材料を金属に精錬する段階とを含む。
【０００３】
本明細書での用語「精錬（ｓｍｅｌｔｉｎｇ）」は、金属酸化物を還元して液体金属を製造する化学反応の行われる熱的処理工程を意味するものと理解される。
【０００４】
ハイスメルト法は、浴から放出されたＣＯ及びＨ２などの反応ガスを浴の上方の空間で酸素含有ガスによって後燃焼させ、この後燃焼により発生する熱を金属含有供給材料を精錬するために必要な熱エネルギとして使うために浴に伝達する段階も含む。
【０００５】
このハイスメルト法は、浴の名目上の静止表面の上方に遷移領域を形成する段階も含む。遷移領域では、溶融金属及び／又はスラグの小滴又は飛沫又は流れからなる好ましい質量体が、上昇してはその後下降して、それにより、浴の上方での後燃焼反応ガスによって発生された熱エネルギを浴に伝達するための効果的な媒体となる。
【０００６】
ハイスメルト法では、金属含有供給材料及び固体炭素質材料は、多数のランス／羽口を通り金属層に吹き込まれる。ランス／羽口は、鉛直方向に対して傾いており、精錬容器の側壁を貫通して下向き且つ内向きに延びて容器の下部領域まで延在し、それにより、容器底部の金属層内に固体物質を供給できるようになっている。容器上部での反応ガスの後燃焼を促進するために、（酸素富化された）高温空気が下向きに延びる高温空気吹き込みランスを通って容器の上部領域に吹き込まれる。容器上部でのガスの効果的な後燃焼を促進するために、入ってくる高温空気の流れが旋回運動してランスから放出されることが望ましい。これを達成するために、ランスの出口端部に適切な旋回運動を付与するための内部流れ案内部を嵌合することができる。容器の上部領域は２０００℃台の温度に到達する場合があり、高温空気はランスに１１００〜１４００℃程度の温度で供給され得る。したがって、ランスは、内部且つ外壁の両方で、とりわけ容器の燃焼領域に突き出すランスの供給端のところで、極めて高い温度に耐えることができなければならない。
【０００７】
米国特許第６４４０３５６号は、ハイスメルト法で直面するこの極限状態に対応するように設計されたガス吹き込みランスの構造を開示している。その構造では、流れ案内部は、ガス流ダクトの前端部のところで中央本体に取り付けられた螺旋形の羽根の形態をしている。これらの羽根は、ガス流ダクトの壁に結合され、ダクトの壁内の供給通路及び戻り通路を通って流れる冷却水によって内部水冷される。米国特許第６６７３３０５号は、螺旋形の流れ案内羽根が、ガス流ダクトの全長にわたって延びる管状中央構造体に取り付けられた代替のランス構造を開示している。この中央構造体は、一般にガス流ダクトの先端に配置された、中央構造体の前面部に冷却水の流れを供給する水流通路が設けられている。この構造では、流れ案内羽根は冷却されず、ダクトの先端部からダクトの耐火物でライニングされた壁領域に後退している。
【特許文献１】米国特許第６４４０３５６号明細書
【特許文献２】米国特許第６６７３３０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、旋回羽根を極めて効果的に冷却できる改善された構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、冶金工程を行う冶金用容器にガスを吹き込むための装置が提供され、この装置は、
後端部から前端部まで延び、ガス流ダクトからのガスを前端部から放出する、ガス流ダクトと、
ガス流ダクト内で、ガス流ダクトの後端部からガス流ダクトの前端部まで延びる伸張形状の中央構造体と、
管状の中央構造体の周りでガス流ダクトの前端部に隣接して配置された、ガス流ダクトの前端部を通るガス流れに旋回を付与するための複数の流れ案内羽根とを含み、
流れ案内羽根が、各流れ案内羽根に沿って各羽根の内部に冷却水を流すための内部水流通路を有して形成され、
伸張形状の中央構造体が、流れ案内羽根の内部水流通路に冷却水を供給するための冷却水供給通路、及び流れ案内羽根の内部水流通路を通過した冷却水が流れ出るための水戻り通路を有して形成される。
【００１０】
各流れ案内羽根は、一連の内部水流通路を有することができ、それらは、流れ案内羽根に沿って延び、流れ案内羽根の根元からその先端に向けて順次間隔をあけて配置される。
【００１１】
各流れ案内羽根の水流通路は、流れ案内羽根の端部に配置され流れ案内羽根の長手方向に間隔をあけて配置された水入口及び出口に接続された端部を有することができる。
【００１２】
流れ案内羽根の内部水流通路の各々は、その長さ全体にわたり、一定の流れ横断面を有することができる。
【００１３】
各流れ案内羽根の内部水流通路の全ては、同じ流れ横断面を有することができる。
【００１４】
水出口は、内部水流通路の通る全ての流れに対する抵抗を実質的に同じにするために、個々にサイズを決めることができる。
【００１５】
流れ案内羽根は、流れ案内羽根の内部水流通路となる個々に形成された管の周りに金属を鋳込むことによって形成することができる。
【００１６】
流れ案内羽根は、銅の鋳物であり、管も銅から作ることができる。
【００１７】
前記鋳造された流れ案内羽根は、その外部に、例えばニッケルなどの硬質金属被覆を電気めっきすることができる。
【００１８】
本発明によれば、ガスを容器に吹き込むための上記で説明した装置が取り付けられた直接精錬容器（炉）も提供される。
【００１９】
本発明によれば、ガス流ダクトに装架され、ガス流ダクトを通過して流れるガスに旋回を付与するためのガス流旋回誘起装置が提供される。そのガス流旋回誘起装置は、中央伸張形状体と、中央伸張形状体の周りに配置され、伸張形状体に沿って延びる複数の旋回羽根とを含み、旋回羽根が各旋回羽根に沿って内部に冷却水を流すための内部水流通路を有して形成され、各旋回羽根が、旋回羽根に沿って延びる一連の内部水流通路を有し、その内部水流通路の間隔が、旋回羽根の根元から旋回羽根の先端に外に向かって順次増大する。
【００２０】
各旋回羽根の内部水流通路は、旋回羽根の端部に配置された、旋回羽根の長手方向に間隔をあけて配置された水入口及び出口に接続された半径方向端部を有する。
【００２１】
本発明は、予熱されたガスを容器へ供給するためのランス内の予熱されたガス流に旋回を付与するための装置にも拡張される。この装置は、
伸張形状の管状構造体と、
中央の管状構造体の周りで管状構造体の前端部に隣接して配置された複数の流れ案内羽根と、
管状構造体を後端部から前端部まで通って流れ、前端部を内部冷却し、次に管状構造体を通り、後端部に戻る冷却水の冷却水通路を含み、
冷却水通路が、管状構造体の前端部内へ水を流すための中央水流通路と、管状構造体の前端部から後端部に水流を戻すための、中央通路の周りに配置された環状水流通路とを備え、
流れ案内羽根は、冷却水を羽根の各内部に流すための内部水流通路を有して形成される。内部水流通路は、冷却水を各流れ案内羽根の内部で各流れ案内羽根に沿って流すために、管状構造体の冷却水通路と連通する。
【００２２】
本発明は、容器内にガスを供給するためのランス、及びガスの流れに旋回を付与するための上記で説明した装置が取り付けられた直接精錬容器にも拡大される。
【００２３】
本発明をより完全に説明するために、１つの具体的な実施例が添付の図面を参照して詳細に説明される。
【実施例】
【００２４】
図１は、米国特許第６０８３２９６号に開示された、ハイスメルト法による操業に適した直接精錬容器を示す。この冶金用容器は全体として１１により指示され、耐火物レンガから形成された底部１２及び側面１３を含む炉床、炉床の側面１３から上向きに延在する概ね円筒形の胴部を形成し上側胴部領域１５及び下側胴部領域１６を含む側壁１４、屋根１７、排出ガス用出口１８、溶融金属を連続的に排出するための前炉１９、並びに溶融スラグを排出するための栓孔２１を有する。
【００２５】
使用中は、この容器には、溶融金属の層２２及び金属層２２の上の溶融スラグの層２３を含む、鉄及びスラグの溶融浴が入っている。符号２４が付された矢印は、金属層２２の公称静止表面の位置を示しており、符号２５の付された矢印は、スラグ層２３の公称静止表面の位置を示している。用語「静止表面」は、容器へのガス及び固体の吹き込みが全くないときの表面を意味すると理解されたい。
【００２６】
この容器は、１２００℃程度の温度に加熱された空気流、いわゆる「高温空気風（ｈｏｔ  ａｉｒ  ｂｌａｓｔ）」（又は、ＨＡＢ）を容器の上側領域に供給するために下向きに延びる高温空気吹き込みランス２６、並びに下向き且つ内向きに側壁１４を貫通して延び、金属層２２内に酸素欠乏搬送ガスにより運ばれる鉄鉱石、固体炭素質材料、及びフラックスを吹き込むためにスラグ層２３に入る、２本の固体吹き込みランス２７が嵌合されている。ランス２７の位置は、操業中にランスの出口端部２８が金属層２２の表面よりも上方にあるように選択される。ランスがこの位置にあることにより、溶融金属との接触による損傷の危険性を低減させるとともに、水が容器内の溶融金属と接触するという重大な危険を回避して、強制内部水冷によってランスを冷却することも可能になる。
【００２７】
高温空気吹き込みランス２６の構造を図２〜図１４に示す。これらの図に示すとおり、ランス２６は、ガス入口構造体３２から高温ガスを受け、それを容器の上側領域に吹き込む伸張形状のダクト３１を備える。このランスは、ガス流ダクト３１内を、後端部から前端部まで延びる伸張形状の管状の中央構造体３３を有する。ダクトの前端部に隣接して、中央構造体３３には、ダクトを出るガス流に旋回を付与する一連の４つの旋回付与羽根３４が取り付けられている。中央構造体３３の前端部は、ダクト３１の先端部３６を超えて前方に突出するドーム形状のノーズ（先端部）３５を有し、中央本体の前端部及びダクト先端部によって、環状ノズルを形成して、そこを羽根３４によって旋回させられたダクトからのガスが広がって流れる。羽根３４は、４点開始螺旋構成（ｆｏｕｒ  ｓｔａｒｔ  ｈｅｌｉｃａｌ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）で配置され、ダクトの前端部に滑り嵌めされる。
【００２８】
ガス入口３２から下流に延びるダクト３１の主要部分の壁は内部から水冷される。ダクトのこの領域は、一連の３つの同心状の鋼管３７、３８、３９から構成され、これらの鋼管はダクトの前端部まで延びて、そこでダクト先端部３６に接続される。このダクト先端部３６は、中空の環状構成であり、ダクト３１の壁内の通路を通って供給され且つ戻される冷却水によって内部から水冷される。具体的に言えば、冷却水は、入口４１及び環状入口マニホールド４２を通り、ダクト管３７、３８の間に形成された内側環状水流通路４３に入り、先端部の円周方向に間隔をあけて配置された開口部を通ってダクト先端部３６の中空内部に入る。水は、先端部から円周方向に間隔をあけて配置された開口部を通り後ろ向きに流れて、管３８、３９の間に形成された外側環状水戻り流通路４４に入り、ダクト３１の水冷領域の後端部の水出口４５に達する。
【００２９】
ダクト３１の水冷領域は、内側を耐火物ライニング４６によりライニングされており、耐火物ライニング４６は、ダクトの最内側の金属管３７に取り付けられる。ダクト先端部３６の内側は、この耐火物ライニングの内面と概ね同一平面になっており、この面によりダクトを通るガスにとっての有効な流れ通路が画定される。耐火物ライニングの前端部は、直径がわずかに減少した領域４７を有し、そこに旋回羽根３４がとまり滑り嵌め（ｓｎｕｇ  ｓｌｉｄｉｎｇ  ｆｉｔ）により受けられる。領域４７から後方に向かって、耐火物ライニングはわずかに直径が大きくなり、それにより、ランスの組み立てに際して、中央構造体３３をダクトが貫通して下向きに挿入され、旋回羽根３４が、ダクトの前端部に到達すると、そこでテーパの付いた耐火物ランド４８によって耐火物領域４７とのとまり係合に案内され、耐火物ランド４８は、旋回羽根を耐火物領域４７に配置し且つ案内する。
【００３０】
旋回羽根３４を備えた中央構造体３３の前端部は、冷却水によって内部から水冷される。冷却水は、ランスの後端部から前端部まで中央構造体を通り前方に供給され、次いで中央構造体に沿ってランスの後端部に戻される。これによって、中央構造体の前端部、とりわけランスが使用される際に非常に高温の熱流束に曝されるドーム形状のノーズ３５まで冷却水が非常に強く直接流れることが可能になる。冷却水の流れの一部は、旋回羽根３４の内部水流通路をも通って流れて、旋回羽根も内部から水冷されるようになっている。
【００３１】
中央構造体３３は、内側及び外側の同心状鋼管５０、５１からなり、それらは、端同士をつき合わせ溶接された管セグメントによって形成される。図１０〜図１４を参照してより詳細に説明すると、管５０、５１の前端部を形成する管セグメント５０Ａ及び５１Ａは、旋回羽根３４を備える旋回誘起装置構造体６０に組み込まれる。内側管５０は中央水流通路を画成する。それを通り、水がランスの後端部の水入口５３から中央構造体を通り前方に向けて流れる。冷却水が中央構造体を通りランスの後端部の水出口５５に戻る環状水戻り通路５４が、２つの管５０、５１の間に形成される。
【００３２】
中央構造体３３のノーズ３５は、６２のところで互いに溶接される２つの部品６１Ａ、６１Ｂから形成された銅でできたドーム形状の外側シェル６１と、中央構造体３３の内側管５０の管セグメント５０Ａの前端部に６４にねじ嵌めされた銅でできた内側構成部品６３とを備える。この内側構成部品６３は、内部収束ノズル６５を有して形成され、中央水流通路５２の前端部から水を受け取り、その水を外側シェル６１の内面に対して中心に導き、噴流として、外側シェルの内面の周りに外向き且つ後ろ向きに扇形に広がる水の流れを生じさせる。
【００３３】
ドーム形状の外側シェル６１の中央部分は、ノズル６５に位置合わせされた内向きに向けられた円錐形隆起部６６を有して形成され、それにより、ノズルから導かれた水が、隆起部の傾斜した側壁６７に対して鋭角で衝突して、隆起部の傾斜面６７に沿って外側シェルのドーム形状の内面６８を外向きに流れることができる。
【００３４】
ドーム形状の外側シェル６１と内側構成部品６３との間の間隙７１は、ドーム形状の外側シェルの内面に形成されたリブ７２によって再分割される。リブ７２は、外側シェルの中央部分に形成された隆起部から外向きに且つ後ろ向きに放射状に広がる第１の系のリブ７２Ａと、外側シェルの中央部分から後ろ向きに間隔をあけて配置された第２の系のリブ７２Ｂとを含む。第２の系のリブ７２Ｂは、第１の系のリブ７２Ａとの間に間隔をあけて配置され、水流通路７０を、それらの通路が内側シェルに沿って外向きに且つ後ろ向きに広がるように、より多数の個別の通路に再分割している。
【００３５】
内側構成部品６３の後端部６３Ａは、円周方向に間隔をあけて配置された長手方向リブ７３を備え、内側構成部品の後端部部分と外側シェルの後方部分６１Ｂとの間の間隙７４を、中央構造体３３の外側環状通路５４へ水が戻るための別個の水流通路７５に再分割する。内側構成部品の後端部のリブ７３の数は、外側シェルの内面のリブ７２の数より多くなっており、冷却水が環状戻り通路５４に戻ると、さらに流れを再分割できるようになっている。例えば、５４個のリブ７２（短いものが２７個、長いものが２７個）と７２個のリブ７３が存在することができる。
【００３６】
外側シェルの内面の周りに外向きに扇形に広がる冷却水の流れによって、及びその流れをノーズの周りに近接して間隔をあけて配置された極めて多数の個別の水流通路に再分割することによって、熱を効率的に抜き出すことが確実に行われ、ノーズに「熱地点（ｈｏｔ  ｓｐｏｔ）」が発生することが回避される。図示された構造によって、「熱地点」の発生につながる可能性のある選択的な水流を発生させずに、中央構造体のノーズの全円周周りに水を均等に流れさせることを確実にするための、極めて多くの近接して間隔をあけて配置された同一の水流通路が形成できる。
【００３７】
旋回誘起装置６０の構造を図３及び図１０〜図１４に示す。これらの図に示すように、旋回誘起装置６０は、中央構造体３３の前端部を形成する同心状の内側及び外側管部分５０Ａ、５１Ａに嵌合される中央管部分８１と一体で形成された４個の羽根３４を有する。旋回羽根３４は、中央管本体８１から外向きに放射状に広がり、本体の長手方向に延びる実質的に直線状の先端部分３４Ａを有する。螺旋状の後端部部分３４Ｃが、中央管状本体８１の周りを螺旋状に延び、移行部分３４Ｂが、先端部分３４Ａを後端部部分３４Ｃに連結させ、先端部分３４Ａ及び後端部部分３４Ｃの両方を滑らかに結合させて、それらの間の形状を滑らかに且つ順次変化させることができるような形状になっている。羽根３４は、図１１及び図１２を見れば分かるように、厚さが変化しており、半径方向外向き方向に厚さを減少させた台形の横断面を有する。各羽根は、その先端８２とその後端８３の間で９０度の角度で回転している。
【００３８】
旋回羽根３４の内部には、各羽根に沿って冷却水を流すための内部水流通路８４が形成される。各羽根３４は、羽根の根元から先端に向かって外に向かうにつれて順次間隔が増加する、羽根に沿って延びる一連の７個の内部水流通路８４を有する。この内部水流通路８４は、羽根の端部に、羽根の長手方向に沿って間隔をあけて配置された水入口８７及び水出口８８に接続された半径方向端部分８５、８６を有する。より具体的には、この水入口は、羽根の直線状の先端部に沿って長手方向に、したがって中央構造体３３に沿った長手方向に間隔をあけて配置される。一方、水出口８８は、羽根の後端部に沿って長手方向に延び、したがって中央構造体に沿った長手方向に対して傾いている。内部水流通路８４は、周りに羽根３４及び中央管状ボス８１が中実の銅構造体に鋳込まれた一連の個々に形成された銅管８９によって形成される。
【００３９】
この管８９は、流れに対して同じ横断面を有することができるように、全て同じ直径のものであることができる。その場合、水出口は以下に説明するように、流れに対する抵抗及び長さの異なる水流通路の全ての圧力低下に適合するために、可変の流れ横断面を有することができる。別法として、それらの長さに応じて通路の流れ横断面を変化させるために異なる直径の管を使用することも可能である。
【００４０】
羽根の先端部の内部水流通路８４を形成する管８９の端部９１は、同心状の管５１Ａ及び５０Ａの両方を通って半径方向内向きに延び、それにより、中央水流通路５２から半径方向外向きに内部水流通路８４内に入り羽根に沿う水流のための水入口を設けることができる。羽の後端部の管の端部分９２は、最外側の中央管５１Ａを通って内向きに突起し、最内側管５０Ａの外側面の盲穴又は凹部９３に入る。穴は、内側管の壁をドリル穴あけされ、管９２の端部内に入り、通路８４から中央構造体内の中央水供給通路５２に戻って入る水流のための水出口を形成する。これらの穴は、サイズを変えて穴あけされ、それにより、相当に長さが異なっている通路８４を通る水流に対する抵抗を等しくできる。具体的にはこの出口穴は、異なる長さの水流通路の全てを通る流れに対する抵抗及び圧力低下に適合させることができるように、順次外になる程間隔をあけて配置される通路８４に対して、出口は、順次サイズが増加するようにドリル穴あけされる。
【００４１】
旋回誘起装置の内側管５０Ａは９５のところで止められ、羽根入口８７の下流の中央通路５２を塞ぐディスク９６が嵌合され、流入する水を羽根通路８４内に導く。この迂回させられた水は、通路８４に沿って出口８８まで通過し、そこを通り閉塞部の下流の中央通路５２の前方部分に流れ込んで、中央構造体のノーズに供給される。
【００４２】
ディスク９６は、流入水の全てが迂回して羽根通路８４を通るように、中央通路５２を完全に遮断することができる。別法として、流入水のいくらかが迂回して羽根通路８４を通り、いくらかが直接中央通路５２に沿って中央構造体３３のノーズまで通過するように、部分的な妨害のみを可能にするようにディスクに穴を開けることができる。
【００４３】
旋回誘起装置６０を形成するために、予備成形された銅管９１が内側及び外側管５０Ａ、５１Ａに嵌合され、次いで中実の銅羽根３４及びボス及び中央ボス８１がそれらの周りに鋳込まれる。管５０Ａの前端部は、中央構造体３３のノーズ３５のねじ切りされた後端部を受けるように９４のところで内部にねじ切りされ、管５０Ａ及び５１Ａの後端部は、中央構造体の同心状の鋼管５０、５１を形成する別の管セグメントに溶接される。
【００４４】
図示された旋回誘起装置６０は、水流が中央供給通路に沿って流れる水から迂回され、旋回羽根３４の内部水流通路８４内に入ることを可能にする。この迂回された水は、内部で旋回羽根に沿って出口通路８４に流れ、出口８８を通り中央通路に戻り入り、そこからすでに説明した方法でノーズ３５を通過し、環状水戻り通路５４を通りランスの後端部の水出口５５に流れ戻る。水流通路８４の長さに応じた水出口８８の出口の調整によって、全ての水路について均等な圧力低下が確実になり、非常に均等な且つ効果的な旋回羽根の冷却が促進される。
【００４５】
図示の構造５２は、羽根を通るだけでなく、ランスのノーズ３５を通る効果的な水流も維持されることを確実にする。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による、一対の固体物吹き込みランス、及び高温空気吹き込みランスを組み込んだ直接精錬容器の垂直断面図。
【図２】高温空気吹き込みランスの長手方向横断面図。
【図３】ランスの中央構造体の前面部の拡大された長手方向横断面図。
【図４】中央構造体のノーズのドーム形状の外側シェルを示す図。
【図５】図４の線５−５を通る横断面図。
【図６】図４の線６−６を通る横断面図。
【図７】中央構造体の前面端部のドーム形状の外側シェル内に配置された内側構成部品の側面図。
【図８】図７に示す構成部品の端面図。
【図９】図８の線９−９を通る横断面図。
【図１０】中央構造体内に組み込まれた旋回誘起装置の部分断面立面図。
【図１１】図１０に示す旋回誘起装置の端面図。
【図１２】図１０の線１２−１２を通る横断面図。
【図１３】図１２の線１３−１３を通る横断面図。
【図１４】旋回誘起装置の一連の水出口の横断面詳細図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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